大容积贮罐测量装置——自整角机／旋转变压器的应用

由于系统造 价较低 ，不失为方便实用 的方案 。
１ 装置 的组成和 ＿作原理 ． １ ＿ ［
将 浮子缓 缓放 下 ，同时观察 拉力计 示值 变化 ，当 浮子 接 触 到液 面 瞬间 ，拉 力 计示 值 会 突然 减 小 ，
本装 置 由一对力矩 式 自整角 机 ，外部 传感器 这 时 检定 员 可转 动 分度 盘对 零 或记 录 相对 示 值。 部分 （ 滑轮 、浮子 、平衡锤 、拉 力计 ） 、指示器和 然 后将平 衡锤 向下拉 ，使 浮子上 升到物 料最 大允
送 机用专 用支架 支承 ，放 在被 测量罐 上方 ，浮子 从远 距离在 接收机 上准确 地观测 到发送 机所转 动
一
头对准贮 罐顶部 的计量 口，平 衡锤一 头悬挂 在 的角度 。若事 先将 线位移 （ 高度位 移 ）换成 角位
罐 外。 自整 角接收机 定子 三相通 过导线 与发送 机 移反 映在分 度盘上 ，就能从 分度盘 上直接读 取贮 定子 三相相 互连接 ，在接受 机转轴上 装上 指针或 罐 的 深 度 。
是否顺畅 ，这样才能保持原来 的测量精度 。
时 ，接收 机转 子绕组 便输 出一 个交变 电势 ， 的有效值与两轴的角差 Ａ ０ 近似成正 比
即 ２ ｋ 七（０１ ０２ ０＝ Ａ — ）
１ 系统 固有测量误差分析 ． ３ 根据力 矩式 自整 角机 技术参 数 ，０ 自整角 级
上 海 计 量 测 试
大容积贮罐测量装置
自 角枞 旋 转 变 压 器 的应 用 整
潘小珍 冼 志勇 张青 ￣／ － ｙ 东省佛 山市质量计量监 督检测 中心 －
０ 引言
在 日常的检测 工作 中 ，通常 遇到企 业要求 检
定使用 中的大容 积贮罐 的 问题 ，如运 油船舱 、大 型石油贮罐 、大型 贮液罐等 ，测 量时里 面 的物 料 不 能排空或 者不 能被污染 ，实 际上是测 量贮罐 还 有 多少贮物 空 间。检 定人员 不能从 外部 确定它 的 深 度位置 ，也 不能进 入里 面测量 ，给检 测工作 带 来很 大 的困难 。现介 绍几种 由 自整角机 构成 的贮
支 承 支架 组 成 ，如 图 ｌ 示 。 所
许存 放高 度或有 分度 指示处 ，浮子上 升过程 中带
在 自整角机 转子上 安装滑 轮 ，滑 轮上 滑索一 动 滑索 、滑 轮使 自整角 发送机 转子转 动 ，因为接
头系浮子 ，另一 头系拉 力计 和平衡锤 。 自整 角发 收机 转子 是跟 随发送机 转子 同步转 动的 ，所 以可
接 收机 的阻转矩 ，它包 括负载转 矩和接收机本 身 制式 的精度 主要 由静 态误差 和速度误差决 定 ，由 的摩擦转 矩 ，通常采用 减小 电刷 摩擦力将 阻转矩 于伺服机构 增设 了放大器 ，系统 灵敏度 高 ，加 上
减小 ，即将 电刷压力 调小 ，但不 能过小 ，否则 电 本装置用在低速运行状态 ，速度误差 可忽略不计 ，
罐测 量装置 ，能从贮 罐外部 测量 其深 度 ，从而解
决 了检测在用贮罐 容量的难题 。
１ 简 易 式 贮 罐 测 量 装 置
图１ 简 易 式 贮 罐 检 定 装 置 示 意 图
装 置 由力 矩式 自整角机作 为驱 动及指 示传动 其 他指 示器 ，检 定员则 可从接 受机上 读取 发送机 器， 其结构简单 ， 适用于测量精度要求不高 的场合 。 的转 角 数据 。检 测 时 ，检 定 员轻 轻 抬 起平 衡 锤 ，
机的可靠性就会 变差 。 为 自整角机 的比整步转矩 ， 而静 态误差是 影响测量 精度 的唯一来源 。根据需 尼
它表示失调 角为一度 时 自整角机所 具有 的整 步转 要选择不 同等级 的电机 ， 可以实现不 同精度的测量。 矩 ，一般 最大 只有几 十克 一厘米 ／ 。在 角差要 ２２ 工作 原 理 度 ．
０ ： ｌ ｍ，整个测量 行程指针转动 的角度 ０为 ３０ ， Ｅ ＝ ，伺服 电动机才停 止工作 ；同理 ，当 ０ ＞０ ６。
求高些 的场 合 ，尽量选择 比整步转 矩较大 、摩擦
浮子位置 变化时 ，带动 自整角发送 机转子产
表示 。发送 机 和接 收机定 子三相 转矩 较小 的 电机 ，使 用 中尽量 减小 负 载 阻转矩 。 生 转角 ，用 ０ 例如用指针作 负载 时要 保持指针 平衡 ，以避免 因 同样是 相互连 接 ，当发送机 转子绕组 加激励 电压 指针不平衡 带来 的不平 衡转矩 ，轴 承要做好润 滑 等。使 用 日久后 要检查 电刷 压力有无 变化 ，运行
机的角度随动误差 ６ 大约为 １ 的数量 级。 。
式 中 ｋ 电机常数 ， ０ 为 为接收机转 角。 经过放大后 送至交流伺 服电动机 的控制绕
组 ，控制 接 收 机转 动 。当 ０ ＞ 时 ，伺 服 电动 ０
增 大 ，至 ０１ ： ， ＝０ 时 假设测量 １ ｍ深 的贮罐 ，将 滑轮周 长也做成 机 驱动 接 收轴正 转 ，使 ０
ｌｌｌ ｌｌｌ ｌｌ圆
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学 术 论 文
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ｌｌ 电机选择应 注意的问题 ． ２
是转角 。而控 制式 自整角机 的输 人量是发送 轴的
根据工作原 理 ，力 矩式 自整 角接收机 和发送 转角 ， 出量是接收机的输 出电压 ， 输 要通过放大器 、 机之 间保 留了一定 的失调 角使 之产生转 矩 ，所 以 伺服 电动机 带动 ，接 收轴才能追 随发送轴 同步转 力矩式 自整角机 工作时不可避 免地存 在角差 ，成 动 ，结构相对 复杂 ，但 它的负载 能力和可靠性 显 为转 角 随动误差 ， ≥ ／ ，式 中 为 自整 然 比力矩式 高 ，而且测 量精度也 高得 多。因为控 ｋ